新型冷弯翼缘闭合组合受弯构件的力学性能

利用空翼缘梁的独特截面优势,以空翼缘梁及其适当变形后的翼缘多折线空翼缘梁为基础,将两种截面经过合理变形,并经两两组合电弧点焊形成两类新型截面形式——翼缘闭合组合截面DHF1、DHF2。采用非线性有限元方法,通过分析新型截面受弯构件的弯矩—曲率曲线、参数变化极限弯矩曲线和变形云图,全面考查了截面高度、截面宽度、板件厚度和闭合区高度比等参数对构件的变形模式、屈曲特征、极限弯矩、中点相对挠度等方面力学性能的影响规律。研究表明,新型截面构件的受压侧板件局部屈曲不易出现,从而抗弯能力和抗局部变形能力强,并且当闭合区高度比较大时构件的延性较好。冷弯翼缘闭合新型组合截面作为受弯构件具有较为优越的力学性能,可以深入试验研究并合理推广使用。     

钢筋砼构件抗弯计算的设计探讨

我们均知道,钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形态根据其配筋情况可划分为三种:(1)超筋破坏:即当梁配筋过多时,其破坏是由于受压区砼被压碎,而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度而产生的破坏。破坏是突然的,属于脆性破坏;(2)适筋破坏:即当梁配筋适中时,其破坏是由于受拉区钢筋首先屈服,中和轴迅速上移,最后因受压区砼面积减少而导致受压区砼被压碎产生的破坏。     

长期受弯构件应力应变分布及变形规律研究

通过全面考虑混凝土徐变收缩、裂缝影响及应力重分布变化过程,推导了适于不同应力分布条件下钢筋混凝土受弯构件截面长期应力应变分布规律的计算方法.提出了钢筋混凝土构件收缩翘曲变形影响系数曲线及曲率计算公式,并建立了分析预测受弯构件初始及长期总变形的通用分析方法.考虑截面非线性应力分布曲线,对各类受弯构件长期徐变收缩效应及变形进行分析,通过了试验验证.研究归纳了配筋率、截面尺寸等影响受弯构件长期挠度变化规律的主要因素.分析表明,钢筋能有效约束受弯构件长期徐变变形,而收缩翘曲变形大小及方向则主要取决于拉、压钢筋配筋率比值;在同等的初始抗弯刚度或截面积条件下,宽扁梁长期变形增长较普通梁显著.     

混凝土应力图形简化对截面抗弯强度的影响

根据混凝土受压应力-应变关系的常用曲线方程，对受弯截面压区混凝土应力进行了矩形应力简化，推导得到了等效矩形应力图形高度及应力强度的一般公式。选取4种应力-应变关系模型，计算得到了矩形应力图形的简化结果．并分析了单筋截面不同模型的相对抗弯强度及其与GB50010-2002《混凝土结构设计规范》(简称《规范》)建议值的相对误差。分析表明，不考虑混凝土受压的软化性能将过高估计截面的承载力，《规范》建议值导致截面抗弯强度计算值提高近5％，且在截面高配筋率下更为显著。     

火灾后预应力混凝土连续板力学性能试验与分析

完成了7块火灾后两跨无黏结预应力混凝土单向连续板受力性能试验.基于试验结果,拟合出火灾后预应力混凝土连续板中无黏结筋剩余应力、极限应力的计算公式,提出了火灾后预应力混凝土连续板正截面承载力计算公式.根据火灾下温度场分布沿板厚方向将截面分条带,引入火灾后钢筋、混凝土本构关系,基于截面轴力、弯矩平衡,获得了火灾下预应力混凝土板任意截面的弯矩-曲率关系全曲线.基于支座变形协调方程,可用割线刚度法对支座反力进行迭代求解,计算板在外荷载(曲率荷载)与支座反力共同作用下的弯矩、挠度和支座位移,进而对截面曲率积分可求得连续板的变形.试验结果表明:初始有效应力越高、受火时间越长,火灾后连续板预应力钢丝应力损失越严重;保护层厚度越小、受火时间越长、荷载水平越大,火灾后板跨中截面承载力降低幅度越大;受火时间越长、荷载水平越大,板中支座截面承载力降低幅度越大.     

关于农业工程中阶梯连续梁的刚度分析

为了便于计算机对于农业工程中阶梯梁（轴）进行分析计算,本文首先根据阶梯悬臂梁挠曲线的曲率,与假定直径为ｃ的等截面梁的挠曲线的曲率完全相同的条件,对阶梯悬臂梁进行等效变换,从而达到用等截面梁代替阶梯梁的目的。其次利用简支梁挠度,相对挠度及支座截面转角的关系,推导并建立阶梯连续梁的三弯矩等效方程及其挠曲线等效方程。利用上述方程,具有分析程序化、计算公式化的特点,方程可靠实用。     

孔洞对木梁弯曲应变分布影响的试验研究

为了研究孔洞对木梁弯曲应变分布的影响,采用数字图像相关法进行了无疵木梁和含孔洞木梁的四点弯曲试验,分析了3种不同的孔洞位置(孔洞位于中心、受压区和受拉区)对木梁弯曲应变分布的影响,探讨了中性轴位置的偏移规律。结果表明:在极限载荷时,3种不同孔洞位置的木梁,其压应变区域均大于拉应变区域,其中孔洞位于受压区时木梁的压应变区域最大,孔洞位于中心时次之,孔洞位于受拉区时最小。并且在整个加载过程中,中性轴会随着载荷的增大向木梁下缘偏移,孔洞位于受压区时中性轴的偏移距离最大,孔洞位于中心时次之,孔洞位于受拉区时最小。在此基础上,依据平截面假定和弹塑性理论的Hoffman屈服准则,初步分析了含孔洞木梁弯曲应变分布和中性轴偏移规律的机理。研究结果为进一步从理论上定量推导含孔洞木梁的弯曲应变和应力计算公式提供了依据。      

活性粉末混凝土(RPC)预应力叠合梁受弯性能研究

为研究活性粉末混凝土(RPC)材料的结构性能，设计了三根活性粉末混凝土无粘结预应力叠合梁，对其受弯性能进行了研究，得到了关于截面应变分布、钢绞线应力增量、中点挠度等有效的试验数据以及试验梁的裂缝分布和破坏特征．试验结果表明，RPC叠合梁的截面应变符合平截面假定；裂缝分布仍然具有明显的纯无粘结预应力梁的裂缝分布特征；荷载-挠度曲线为两直线段形状，且有效预应力越大，试验梁延性越差，破坏时挠度越小，荷载-预应力增量曲线形状与荷载-挠度曲线形状相似，呈两直线段．文中还建立了试验梁的开裂弯矩和刚度计算公式，理论计算结果与试验结果吻合良好．     

植筋胶合木杆件拉压性能试验

将钢筋植入樟子松胶合木端部形成植筋胶合木杆件,研究不同钢筋直径、植入深度、胶层厚度等因素对植筋胶合木杆件拉压性能的影响。采用自行设计的14组84个植筋胶合木杆件,通过传统的两端对拉试验及创新的钢螺帽辅助受压试验,分析其荷载-位移关系曲线、极限承载力、破坏形态与破坏机理。结果表明:随钢筋直径增加,受拉试件极限承载力提高了4.1%~17.13%,受压试件极限承载力提高了25.35%~39.10%,钢筋直径对受压杆件极限承载力影响较大;随植入深度增加,受拉试件极限承载力提高了35.69%~70.21%,受压试件极限承载力提高了34.14%~41.12%,植入深度对杆件受拉及受压极限承载力均产生显著影响;胶层厚度对杆件受力性能影响较小,考虑经济性因素,同时方便试件加工制作,合理的胶层厚度选为2~4 mm。     

钢筋混凝土双向偏压异形柱构件非线性分析

基于一种合理的钢筋和混凝土本构模型，以x,y方向的曲率和截面形心应变为参数，利用数值方法对钢筋混凝土异形柱构件进行非线性全过程分析，得到了弯矩-曲率全曲线（N-M-φ全曲线）．在得到N-M-φ全曲线基础上形成钢筋混凝土异形柱非线性分析的基本方程，通过与一般数值分析方法得到的异形柱N—M-φ全曲线进行对比，两者计算结果吻合较好，但该方法概念更加清晰．该研究成果可应用于钢筋混凝土异形柱的非线性有限元全过程分析．